CA2966306C - Tool for validating a system for monitoring an aircraft engine - Google Patents
Tool for validating a system for monitoring an aircraft engine Download PDFInfo
- Publication number
- CA2966306C CA2966306C CA2966306A CA2966306A CA2966306C CA 2966306 C CA2966306 C CA 2966306C CA 2966306 A CA2966306 A CA 2966306A CA 2966306 A CA2966306 A CA 2966306A CA 2966306 C CA2966306 C CA 2966306C
- Authority
- CA
- Canada
- Prior art keywords
- validation
- data
- quality
- equipment
- observation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims abstract description 59
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000010200 validation analysis Methods 0.000 claims description 46
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 31
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 22
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 15
- 238000002790 cross-validation Methods 0.000 claims description 6
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 6
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000012550 audit Methods 0.000 claims description 3
- 230000004807 localization Effects 0.000 claims description 3
- 208000018910 keratinopathic ichthyosis Diseases 0.000 description 22
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 10
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 4
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 4
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 238000010606 normalization Methods 0.000 description 2
- 102000016917 Complement C1 Human genes 0.000 description 1
- 108010028774 Complement C1 Proteins 0.000 description 1
- 241001269238 Data Species 0.000 description 1
- 101150060820 Pfas gene Proteins 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 229920011301 perfluoro alkoxyl alkane Polymers 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000009255 platelet function activity Effects 0.000 description 1
- 238000012797 qualification Methods 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G07—CHECKING-DEVICES
- G07C—TIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- G07C5/00—Registering or indicating the working of vehicles
- G07C5/08—Registering or indicating performance data other than driving, working, idle, or waiting time, with or without registering driving, working, idle or waiting time
- G07C5/0816—Indicating performance data, e.g. occurrence of a malfunction
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B23/00—Testing or monitoring of control systems or parts thereof
- G05B23/02—Electric testing or monitoring
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B23/00—Testing or monitoring of control systems or parts thereof
- G05B23/02—Electric testing or monitoring
- G05B23/0205—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults
- G05B23/0218—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterised by the fault detection method dealing with either existing or incipient faults
- G05B23/0224—Process history based detection method, e.g. whereby history implies the availability of large amounts of data
- G05B23/024—Quantitative history assessment, e.g. mathematical relationships between available data; Functions therefor; Principal component analysis [PCA]; Partial least square [PLS]; Statistical classifiers, e.g. Bayesian networks, linear regression or correlation analysis; Neural networks
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64F—GROUND OR AIRCRAFT-CARRIER-DECK INSTALLATIONS SPECIALLY ADAPTED FOR USE IN CONNECTION WITH AIRCRAFT; DESIGNING, MANUFACTURING, ASSEMBLING, CLEANING, MAINTAINING OR REPAIRING AIRCRAFT, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; HANDLING, TRANSPORTING, TESTING OR INSPECTING AIRCRAFT COMPONENTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B64F5/00—Designing, manufacturing, assembling, cleaning, maintaining or repairing aircraft, not otherwise provided for; Handling, transporting, testing or inspecting aircraft components, not otherwise provided for
- B64F5/60—Testing or inspecting aircraft components or systems
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D17/00—Regulating or controlling by varying flow
- F01D17/02—Arrangement of sensing elements
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D21/00—Shutting-down of machines or engines, e.g. in emergency; Regulating, controlling, or safety means not otherwise provided for
- F01D21/003—Arrangements for testing or measuring
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M15/00—Testing of engines
- G01M15/14—Testing gas-turbine engines or jet-propulsion engines
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D45/00—Aircraft indicators or protectors not otherwise provided for
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Artificial Intelligence (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Geometry (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Testing Of Engines (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)
Abstract
Description
OUTIL DE VALIDATION D'UN SYSTEME DE SURVEILLANCE D'UN MOTEUR D'AÉRONEF
DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention concerne le domaine de systèmes de surveillance d'un moteur d'un aéronef et plus particulièrement, d'un outil de validation d'un système de surveillance d'un équipement du moteur d'aéronef.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE
Les systèmes de surveillance sont utilisés pour vérifier le bon fonctionnement des différents équipements du moteur d'aéronef. Il existe par exemple, un système de surveillance pour analyser le comportement du moteur pendant le processus d'allumage, un autre pour analyser la trajectoire des gaz, un autre encore pour détecter le colmatage des filtres, et un autre pour analyser la consommation d'huile, etc.
Tous ces systèmes de surveillance permettent d'améliorer la sécurité et la fiabilité des moteurs d'aéronef. En particulier, ils permettent d'éviter ou de limiter l'arrêt en vol, de réduire les retards ou annulation des vols, et plus particulièrement, facilitent la maintenance du moteur en anticipant les défaillances et en identifiant les composants fautifs ou défaillants.
Actuellement, il existe un outil de conception d'un système de surveillance basé
sur des indicateurs que l'on compare à des seuils définis par des spécifications. Cet outil est décrit dans la demande de brevet français FR2957170 de la Demanderesse.
La validation d'un système de surveillance nécessite de réaliser des tests par exemple sur un banc d'essais afin de recueillir un grand nombre de données. Il faut alors déployer beaucoup de ressources et de temps pour réaliser ces tests et de plus, le grand nombre de données recueillies peuvent réclamer un important temps de calcul.
En outre, il peut arriver que le niveau de validation d'un système de surveillance soit différent de celui d'un autre système de surveillance. Ceci peut compliquer l'analyse des données issues des différents systèmes de surveillance du moteur.
L'objet de la présente invention est de proposer un outil de validation d'un système de surveillance d'un équipement du moteur d'aéronef permettant d'optimiser la VALIDATION TOOL FOR AN AIRCRAFT ENGINE MONITORING SYSTEM
TECHNICAL AREA
The present invention relates to the field of systems for monitoring a engine of an aircraft and more particularly, of a tool for validating a system of monitoring of aircraft engine equipment.
PRIOR ART
Monitoring systems are used to verify proper operation various aircraft engine equipment. There is, for example, a system of monitoring to analyze motor behavior during the process ignition, another to analyze the trajectory of gases, yet another to detect clogging filters, and another to analyze oil consumption, etc.
All of these monitoring systems improve safety and aircraft engine reliability. In particular, they make it possible to avoid or limit stop in flight, reduce flight delays or cancellations, and more in particular, facilitate the engine maintenance by anticipating failures and identifying components faulty or defective.
Currently, there is a tool for designing a monitoring system based on indicators that are compared to thresholds defined by specifications. This tool is described in the Applicant's French patent application FR2957170.
The validation of a monitoring system requires carrying out tests by example on a test bench in order to collect a large amount of data. He must then deploy a lot of resources and time to carry out these tests and to more, the big one number of collected data can require a significant calculation time.
In addition, it may happen that the level of validation of a system of surveillance is different from that of another surveillance system. This can complicate the analysis data from various engine monitoring systems.
The object of the present invention is to propose a tool for validating a aircraft engine equipment monitoring system allowing to optimize the
2 quantité de données nécessaires pour la validation réduisant ainsi les coûts et le temps de développement tout en augmentant la fiabilité du système de surveillance.
EXPOSÉ DE L'INVENTION
La présente invention est définie par un outil de validation d'un système de surveillance d'au moins un équipement d'un moteur d'aéronef, comportant :
- des moyens de traitement configurés pour recueillir des données d'observation relatives audit équipement, - des moyens d'analyse configurés pour calculer une valeur courante d'au moins un indicateur de qualité sur une quantité courante de données d'observation recueillies par les moyens de traitement, - des moyens d'analyse configurés pour estimer la probabilité que ladite valeur courante de l'indicateur de qualité atteigne un critère de fiabilité
prédéterminé, formant ainsi une loi probabiliste de fiabilité estimée sur un ensemble de valeurs de l'indicateur de qualité relatif à un ensemble correspondant de quantités de données d'observation, et - des moyens d'analyse configurés pour estimer à partir de ladite loi probabiliste de fiabilité une quantité minimale de données d'observation à
partir de laquelle la valeur de l'indicateur de qualité atteint un critère de fiabilité
prédéterminé avec une probabilité supérieure à une valeur prédéterminée, - des moyens de test configurés pour évaluer une validation dudit système de surveillance en appliquant un ensemble d'indicateurs de qualité sur ladite quantité minimale de données d'observation relatives audit équipement.
Ceci permet de savoir quand est ce qu'il faut s'arrêter de collecter des données pour l'évaluation du système de surveillance et permet donc de réduire les coûts des essais.
Avantageusement, ladite valeur prédéterminée est le complémentaire d'une erreur prédéfinie comme étant acceptable.
Avantageusement, les moyens d'analyse sont configurés pour calculer la valeur courante d'un indicateur de qualité en appliquant une technique de validation 2 amount of data needed for validation thus reducing costs and the time of development while increasing the reliability of the surveillance system.
DISCLOSURE OF THE INVENTION
The present invention is defined by a validation tool for a system of monitoring of at least one item of equipment of an aircraft engine, comprising:
- processing means configured to collect data observations relating to said equipment, - analysis means configured to calculate a current value of at least least one quality indicator on a current amount of data observation collected by the processing means, - analysis means configured to estimate the probability that said current value of the quality indicator reaches a reliability criterion predetermined, thus forming a probabilistic law of reliability estimated on a set of values of the quality indicator relating to a corresponding set of quantities of data observation, and - analysis means configured to estimate from said law probabilistic reliability a minimum amount of observational data to from which the value of the quality indicator reaches a reliability criterion predetermined with a probability greater than a predetermined value, - test means configured to evaluate a validation of said monitoring system by applying a set of quality indicators on said minimum amount of observational data relating to said equipment.
This allows you to know when to stop collecting data for the evaluation of the surveillance system and therefore allows to reduce the costs tests.
Advantageously, said predetermined value is the complement of a predefined error as acceptable.
Advantageously, the analysis means are configured to calculate the current value of a quality indicator by applying a technique of validation
3 croisée sur ladite quantité courante de données d'observation. Ladite technique de validation croisée peut être sélectionnée parmi les techniques suivantes :
bootstrap, K-fold, leave-one-out.
Avantageusement, l'ensemble d'indicateurs de qualité comporte les indicateurs suivants : taux de fausse alarme, taux de détection, taux de localisation.
Avantageusement, les moyens d'analyse sont configurés pour appliquer une technique de régression sur ledit ensemble de valeurs de l'indicateur de qualité pour déterminer une fonction d'approximation représentative de ladite loi probabiliste de fiabilité en fonction de la quantité de données d'observation.
Selon une particularité de la présente invention, pour un indicateur de qualité correspondant aux taux de fausse alarme, ladite fonction d'approximation en fonction de la quantité n de données d'observation est exprimée par la relation suivante :
b cf(n)= a+¨+ log(n) Vn où a,b,c sont des constantes de régression.
Avantageusement, les moyens de test sont configurés pour évaluer une validation dudit système de surveillance avant son installation sur un aéronef en appliquant l'ensemble d'indicateurs de qualité sur une quantité de données d'observation recueillies sur un banc d'essai et/ou sur une flotte de moteurs d'aéronefs en opération.
Ceci permet de valider un système de surveillance générique adapté pour surveiller un moteur de série.
Avantageusement, les moyens de test sont configurés pour poursuivre la validation et le réglage dudit système de surveillance après son installation sur un moteur de série en appliquant l'ensemble d'indicateurs de qualité sur une quantité de données d'observation recueillies en vol. Ceci permet de spécialiser le système de surveillance pour qu'il soit adapté à la spécificité de l'utilisation du moteur sur lequel il est installé sachant que le comportement du moteur peut dépendre des missions, des trajets, de la maintenance, etc.
L'invention vise également un système de surveillance d'au moins un équipement d'un moteur d'aéronef conçu par l'outil de conception selon l'une quelconque des caractéristiques précédentes, ledit système étant configure pour recevoir des données 3 crossed on said current quantity of observation data. the said technique of cross-validation can be selected from the following techniques:
bootstrap, K-fold, leave-one-out.
Advantageously, the set of quality indicators comprises the following indicators: false alarm rate, detection rate, rate of location.
Advantageously, the analysis means are configured to apply a regression technique on said set of values of the indicator of quality for determining an approximation function representative of said law probabilistic of reliability depending on the amount of observational data.
According to a feature of the present invention, for an indicator of quality corresponding to false alarm rates, said function of approximation in function of the quantity n of observation data is expressed by the following relationship:
b cf(n)= a+¨+ log(n) vn where a,b,c are regression constants.
Advantageously, the test means are configured to evaluate a validation of said surveillance system before its installation on an aircraft applying the set of quality indicators on a quantity of observation data collected on a test bench and/or on a fleet of aircraft engines in operation.
this allows to validate a generic monitoring system suitable for monitoring a series engine.
Advantageously, the test means are configured to continue the validation and adjustment of said monitoring system after installation on an engine standard by applying the set of quality indicators to a quantity of data observations collected in flight. This makes it possible to specialize the system of monitoring for that it is adapted to the specific use of the engine on which it is installed knowing that the behavior of the engine can depend on the missions, the journeys, the maintenance, etc.
The invention also relates to a system for monitoring at least one equipment of an aircraft engine designed by the design tool according to one any of the preceding characteristics, said system being configured to receive Datas
4 d'observation spécifiques audit équipement et pour délivrer un résultat diagnostiquant l'état dudit équipement.
L'invention vise aussi un procédé de validation d'un système de surveillance d'au moins un équipement d'un moteur d'aéronef, comprenant des étapes de test pour évaluer une validation dudit système de surveillance en appliquant un ensemble d'indicateurs de qualité sur un volume de données d'observation relatives audit équipement, ledit procédé comportant en outre les étapes suivantes :
- recueillir des données d'observation relatives audit équipement, - calculer une valeur courante d'au moins un indicateur de qualité sur une quantité courante de données d'observation recueillies par les moyens de traitement, - estimer la probabilité que ladite valeur courante de l'indicateur de qualité atteigne un critère de fiabilité prédéterminé, formant ainsi une loi probabiliste de fiabilité estimée sur un ensemble de valeurs de l'indicateur de qualité
relatif à un ensemble correspondant de quantités de données d'observation, et - estimer à partir de ladite loi probabiliste de fiabilité une quantité
minimale de données d'observation à partir de laquelle la valeur de l'indicateur de qualité
atteigne un critère de fiabilité prédéterminé avec une probabilité supérieure à une valeur prédéterminée, ladite quantité minimale de données d'observation correspondant audit volume de données d'observation destiné à être utilisé pour évaluer la validation dudit système de surveillance.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
D'autres particularités et avantages de l'outil et du procédé selon l'invention ressortiront mieux à la lecture de la description faite ci-après, à titre indicatif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels :
- la Fig. 1 illustre de manière schématique un outil de validation d'un système de surveillance d'un équipement d'un moteur d'aéronef, selon un mode de réalisation de l'invention ;
WO 2016/071604 observations specific to said equipment and to deliver a result diagnosing the state of said equipment.
The invention also relates to a method for validating a system of monitoring of at least one item of equipment of an aircraft engine, comprising stages of test to assess a validation of said monitoring system by applying a set of quality indicators on a volume of relative observation data audit equipment, said method further comprising the following steps:
- collect observation data relating to said equipment, - calculating a current value of at least one quality indicator on a current amount of observational data collected by means of treatment, - estimate the probability that said current value of the indicator of quality reaches a predetermined reliability criterion, thus forming a law probabilistic of reliability estimated on a set of values of the quality indicator relative to a set corresponding amounts of observation data, and - estimating from said probabilistic reliability law a quantity minimum observational data from which the value of the quality indicator reaches a predetermined reliability criterion with a higher probability to a value predetermined, said minimum quantity of observation data corresponding audit volume of observational data intended to be used to assess the validation of said Surveillance system.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Other features and advantages of the tool and the method according to the invention will emerge better on reading the description given below, as indicative but no limiting, with reference to the attached drawings in which:
- Fig. 1 schematically illustrates a tool for validating a system for monitoring equipment of an aircraft engine, according to a mode of realization of the invention;
WO 2016/07160
5 PCT/FR2015/052905 - la Fig. 2 est un organigramme illustrant un procédé de détermination d'un nombre minimal de données d'observation et de validation d'un système de surveillance d'au moins un équipement d'un moteur d'aéronef, selon un mode de réalisation de l'invention ;
5 - la Fig. 3 est un graphique représentant des courbes relatives à une loi théorique de fiabilité et à sa fonction d'approximation, selon l'invention ;
- la Fig. 4 est un graphique représentant des mesures d'observation autour de la courbe relative à la loi théorique de fiabilité ;
- la Fig. 5 illustre de manière schématique un outil de validation d'un système de surveillance d'un équipement d'un moteur d'aéronef, selon un premier mode de réalisation préféré de l'invention ; et - la Fig. 6 illustre de manière schématique un outil de validation d'un système de surveillance d'un équipement d'un moteur d'aéronef, selon un deuxième mode de réalisation préféré de l'invention.
EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS
La présente invention propose de mettre en oeuvre un outil permettant d'estimer et d'anticiper la quantité de données nécessaire pour réaliser la validation d'un système de surveillance.
La Fig. 1 illustre de manière schématique un outil de validation 1 d'un système de surveillance 3 d'un équipement d'un moteur 5 d'aéronef, selon un mode de réalisation préféré de l'invention.
Le système de surveillance 3 peut être composé de modules 31-34 et chaque module réalise une tâche particulière en utilisant un algorithme spécifique.
Un tel système de surveillance est décrit dans la demande de brevet FR2957170 de la demanderesse et peut comporter un module d'acquisition 31 de données, un module de normalisation 32, un module de diagnostic ou de détection d'anomalie 33, un module de classification 34 pour identifier les fautes, etc. 5 PCT/FR2015/052905 - Fig. 2 is a flowchart illustrating a method for determining a minimum number of observation and validation data for a system of monitoring of at least one item of equipment of an aircraft engine, according to a mode of realization of the invention;
5 - the Fig. 3 is a graph representing curves relating to a law theoretical reliability and its approximation function, according to the invention;
- Fig. 4 is a graph representing observation measurements around the curve relating to the theoretical law of reliability;
- Fig. 5 schematically illustrates a tool for validating a system for monitoring equipment of an aircraft engine, according to a first mode preferred embodiment of the invention; and - Fig. 6 schematically illustrates a tool for validating a system for monitoring equipment of an aircraft engine, according to a second mode preferred embodiment of the invention.
DETAILED DISCUSSION OF PARTICULAR EMBODIMENTS
The present invention proposes to implement a tool allowing to estimate and anticipate the quantity of data necessary to carry out the validation of a Surveillance system.
Fig. 1 schematically illustrates a validation tool 1 of a system monitoring 3 of equipment of an aircraft engine 5, according to a mode of achievement preferred of the invention.
3 monitoring system can consist of 31-34 modules and each module performs a particular task using a specific algorithm.
Such a system monitoring is described in patent application FR2957170 of the plaintiff and may include a data acquisition module 31, a normalization 32, a diagnostic or anomaly detection module 33, a module for classification 34 to identify faults, etc.
6 En exécution, le module d'acquisition 31 de données est configure pour recevoir des mesures ou données spécifiques 71 acquises par des capteurs sur le moteur 5 d'aéronef ou par un calculateur embarqué et pour délivrer des données ou variables spécifiques donnant des indications sur des éléments physiques ou logiques de l'équipement du moteur 5. Ces données 71 sont extraites des mesures brutes temporelles (températures, pressions, débit du carburant, rotations d'arbres, etc.).
A titre d'exemple, les données spécifiques peuvent correspondre au délai nécessaire pour qu'un arbre du moteur atteigne l'accélération maximale après chaque démarrage du moteur, le gradient des températures des gaz d'échappement du moteur, le temps d'allumage, le temps d'ouverture de soupape, la tendance de la vitesse, etc.
Le module de normalisation 32 est configure pour recevoir les données spécifiques en provenance du module d'acquisition 31 pour normaliser ces données spécifiques et pour délivrer des données standardisées indépendantes vis-à-vis du contexte.
A partir de ces données standardisées, il s'agit maintenant de diagnostiquer une anomalie puis de déduire une défaillance spécifique et éventuellement le composant physique concerné.
Ainsi, le module de détection d'anomalie 33 est configure pour recevoir les données standardisées en provenance du module de normalisation 32 pour construire une signature représentative du comportement du moteur 5 et pour diagnostiquer si la signature révèle une anomalie. En outre, le module de détection d'anomalie 33 est configure pour délivrer un score représentatif de la signature. Selon la valeur du score par rapport à un seuil prédéfini, le module de détection 33 est configure pour générer ou pas une alarme indiquant qu'une anomalie est détectée.
Le module de classification 34 est configure pour délivrer une mesure d'identification des défaillances. Après avoir identifié les défaillances en calculant par exemple, pour chacune une probabilité d'occurrence, le système de surveillance 3 peut utiliser cette dernière pour détecter les composants fautifs.
Ainsi, selon le type d'application, le système de surveillance 3 est configure pour réaliser plusieurs tâches pouvant comprendre l'acquisition des données, la 6 In execution, the data acquisition module 31 is configured to receive specific measurements or data 71 acquired by sensors on engine 5 aircraft or by an on-board computer and to deliver data or variables specific giving indications on physical or logical elements of engine equipment 5. These data 71 are extracted from the raw measurements temporal (temperatures, pressures, fuel flow, shaft rotations, etc.).
By way of example, the specific data may correspond to the delay necessary for a shaft of the motor to reach maximum acceleration after each starting the engine, the temperature gradient of the exhaust gases from the engine, the ignition time, valve opening time, speed trend, etc The normalization module 32 is configured to receive the data specific from the acquisition module 31 to standardize these data specific and to deliver standardized data independent of from context.
From these standardized data, it is now a question of diagnosing an anomaly then to deduce a specific failure and possibly the making up physics involved.
Thus, the anomaly detection module 33 is configured to receive the standardized data coming from the standardization module 32 for build a signature representative of the behavior of the engine 5 and to diagnose whether the signature reveals an anomaly. In addition, the anomaly detection module 33 is configure to deliver a score representative of the signature. According to score value by compared to a predefined threshold, the detection module 33 is configured to generate or not an alarm indicating that an anomaly is detected.
The classification module 34 is configured to deliver a measurement identification of failures. After identifying the failures in calculating by example, for each a probability of occurrence, the monitoring system 3 can use the latter to detect faulty components.
Thus, depending on the type of application, the monitoring system 3 is configured to perform several tasks that may include data acquisition, the
7 normalisation des données, la détection d'anomalies, et éventuellement la classification des anomalies détectées.
Toutefois, le système de surveillance 3 doit subir une phase de qualification ou de validation avant qu'il soit mis en opération.
L'outil de validation est donc utilisé pour vérifier la validation du système de surveillance. Conformément à l'invention, l'outil de validation 1 comporte des moyens de traitement 11, des moyens d'analyse 12 et des moyens de test 13. Ces moyens 11-13 sont mis en oeuvre par des dispositifs que l'on trouve habituellement dans un ordinateur : une unité centrale de traitement et de calcul, des moyens de stockage, des périphériques d'entrées ainsi que des périphériques de sorties.
Les moyens de traitement 11 sont configurés pour recueillir des données d'observation 7 relatives à l'équipement du moteur 5 à surveiller. Ces données d'observation 7 comportent des mesures spécifiques 71 acquises par les capteurs sur le moteur 5 d'aéronef ou par un calculateur embarqué, et destinées à être utilisées par le système de surveillance 3 pour détecter des fautes ou anomalies. Par ailleurs, les données d'observation 7 peuvent aussi comporter des données issues des tests réalisés sur un banc d'essai ou des enregistrements réalisés sur un moteur opérationnel ou éventuellement des données de simulation.
En outre, les moyens de test 13 sont configurés pour évaluer la validation du système de surveillance en appliquant un ensemble d'indicateurs de qualité KPI
(Key Performance Indicators) sur un volume de données d'observation 7 relatives à
cet équipement.
Plus particulièrement, les moyens de test 13 appliquent un indicateur ou plusieurs indicateurs de qualité KPI sur le résultat du système de surveillance 3 pour vérifier la détection des fautes. Ceci donne une note qui permet de valider le système de surveillance 3 sur le volume de données d'observation 7.
Avantageusement, l'ensemble d'indicateurs de qualité KPI comporte une mesure d'un taux de détection POD (Probability Of Detection), une mesure d'un taux de fausse alarme PFA (Probability of False Alarm), une mesure d'un taux de localisation PCL
(Probability of Class Localisation), etc. On notera que chacun des indicateurs de qualité 7 standardization of data, detection of anomalies, and possibly the classification abnormalities detected.
However, the monitoring system 3 must undergo a qualification phase Where validation before it is put into operation.
The validation tool is therefore used to verify the validation of the system of surveillance. In accordance with the invention, the validation tool 1 comprises means of processing 11, analysis means 12 and test means 13. These means 11-13 are implemented by devices that are usually found in a computer: a central processing and calculation unit, storage means, peripheral devices input as well as output devices.
The processing means 11 are configured to collect data observation 7 relating to the engine equipment 5 to be monitored. Those data observation 7 include specific measurements 71 acquired by the sensors on the aircraft engine 5 or by an on-board computer, and intended to be used by the monitoring system 3 to detect faults or anomalies. Otherwise, the data observation 7 can also include data from the tests carried out on a bench tests or recordings made on an operational engine or possibly simulation data.
Furthermore, the test means 13 are configured to evaluate the validation of the monitoring system by applying a set of KPI quality indicators (Key Performance Indicators) on a volume of observation data 7 relating to this equipment.
More particularly, the test means 13 apply an indicator or several KPI quality indicators on the result of the system of monitoring 3 to verify fault detection. This gives a score that validates the system of monitoring 3 on the volume of observation data 7.
Advantageously, the set of KPI quality indicators includes a measurement of a POD (Probability Of Detection) detection rate, a measurement of a rate false alarm PFA (Probability of False Alarm), a measure of a rate of PCL localization (Probability of Class Location), etc. Note that each of the indicators quality
8 peut être utilisé indépendamment d'un autre indicateur ou en combinaison selon le type d'application du système de surveillance 3.
Le taux de détection POD, également appelé la puissance de détection, est la probabilité de détecter une faute quand l'équipement surveillé présente réellement une faute. Il peut être estimé comme le rapport du nombre de fautes détectées sur le nombre total de fautes. Ainsi, le taux de détection POD permet de valider avec une grande fiabilité
le résultat du système de surveillance 3.
Le taux de fausse alarme PFA est défini comme étant la probabilité que l'équipement surveillé est sain quand le système de surveillance 3 détecte une faute. Le taux de fausse-alarme PFA peut être calculé à partir des règles bayésiennes.
Soit P(détecté) la probabilité marginale qu'une anomalie soit détectée par le système de surveillance 3, et P(sain) la probabilité marginale que l'équipement est sain. Alors, le taux de fausse alarme PFA est la probabilité que l'équipement est a posteriori sain sachant qu'une faute est détectée.
Le taux de fausse-alarme PFA est un critère très important dans le domaine aéronautique. En effet, l'événement que l'équipement est sain lorsque le système de surveillance 3 détecte une faute est un phénomène qu'il faut limiter parce qu'il peut modifier de manière définitive l'image de crédibilité que l'utilisateur peut avoir du système de surveillance 3. Ainsi, il est très avantageux que le taux de fausse-alarme PFA soit faible.
L'indicateur de qualité de données est une mesure d'un taux de localisation PCL
(Probability of Class Localisation) définie comme étant la probabilité qu'une localisation est bonne lorsqu'une anomalie de l'équipement est observée.
Le taux de localisation PCL, qui est une information de qualité de classification, permet de valider avec une grande efficacité le résultat du système de surveillance 3. Ceci permet de bien localiser l'élément précis (par exemple, alternateur, câble, harnais, etc.) de l'équipement présentant une anomalie.
D'une manière générale, le taux de détection POD permet de détecter si l'équipement comporte un élément anormal, et ensuite le taux de localisation PCL indique l'efficacité avec laquelle on peut localiser ou identifier cet élément. 8 can be used independently of another indicator or in combination depending on the type application of the surveillance system 3.
POD detection rate, also called detection power, is the probability of detecting a fault when the monitored equipment has really a mistake. It can be estimated as the ratio of the number of faults detected over the number number of faults. Thus, the POD detection rate makes it possible to validate with a high reliability the result of the monitoring system 3.
The PFA false alarm rate is defined as the probability that the monitored equipment is healthy when the monitoring system 3 detects a mistake. the PFA false alarm rate can be calculated from Bayesian rules.
Let P(detected) the marginal probability that an anomaly will be detected by the monitoring 3, and P(healthy) the marginal probability that the equipment is healthy. So the rate of false alarm PFA is the probability that the equipment is a posteriori healthy knowing that a fault is detected.
The PFA false alarm rate is a very important criterion in the field aeronautics. Indeed, the event that the equipment is healthy when the system of surveillance 3 detects a fault is a phenomenon that must be limited because that he can permanently modify the image of credibility that the user can have system monitoring 3. Thus, it is very advantageous that the false alarm rate PFA is low.
The data quality indicator is a measure of a location rate PCL
(Probability of Class Location) defined as the probability that a location is good when an anomaly of the equipment is observed.
The PCL localization rate, which is information about the quality of classification, makes it possible to validate with great efficiency the result of the system of monitoring 3. This makes it possible to correctly locate the precise element (for example, alternator, cable, harness, etc.) of equipment with an anomaly.
Generally speaking, the POD detection rate is used to detect whether the equipment has an abnormal element, and then the location rate PCL indicates the efficiency with which one can locate or identify this element.
9 Au moins une partie de l'ensemble d'indicateurs de qualité est appliquée sur les données d'observation 7 recueillies par les moyens de traitement 11 pour valider le système de surveillance 3.
Toutefois, la précision des indicateurs de qualité dépend de la quantité de données d'observation 7. Ainsi, il est avantageux de connaître à partir de quel nombre de données d'observation 7 la précision des indicateurs est convenable pour que des exigences de qualité prédéterminées soient satisfaites par ces indicateurs.
En effet, la Fig. 2 est un organigramme illustrant un procédé de détermination d'un nombre minimal de données d'observation et de validation d'un système de surveillance d'au moins un équipement d'un moteur d'aéronef, selon l'invention.
L'étape El concerne la collecte d'une quantité courante de données d'observation 7 par les moyens de traitement 11.
A l'étape E2, à chaque quantité courante (ou nombre courant) de données d'observation 7 recueillies par les moyens de traitement 11, les moyens d'analyse 12 sont configurés pour calculer une valeur courante d'au moins un indicateur de qualité.
Autrement dit, pour chaque nombre courant n de données d'observation 7, les moyens d'analyse 12 calculent la valeur courante KPI(n) d'un indicateur de qualité KPI.
Avantageusement, la valeur courante KPI(n) d'un indicateur de qualité est calculée en appliquant une technique de validation croisée sur la quantité
courante n de données d'observation 7.
La technique de validation croisée peut être sélectionnée parmi les techniques suivantes : bootstrap , K-fold , et leave-one-out . Elle consiste à
générer de nouveaux jeux de données issus du jeu principal de taille courante n. Pour chaque jeu de données, les moyens d'analyse 12 sont configurés pour réaliser une expérience i et pour calculer une valeur correspondante du KPI.
Plus particulièrement, le bootstrap consiste à tirer avec remise n observations pour le calibrage et calculer le KPI sur le jeu initial.
Le K-fold consiste à créer des jeux de données de calibrage par sélection d'une proportion prédéterminée de données d'observations et de tester sur le reste. Cette opération est répétée K fois.
Le leave-one-out calibre l'application sur n-1 données d'observation et la teste sur la dernière, on obtient n résultats élémentaires.
La validation croisée permet ainsi de générer une population de valeurs Xi =
KPI(nlexperience 0 obtenues pour chaque expérience. Cette population de valeurs 5 (Xi)1=1...K donne une représentation empirique de la valeur courante KPI(n).
A l'étape E3, les moyens d'analyse 12 sont configurés pour estimer une probabilité P (K PI (n) E I) = P(n) définie comme étant la probabilité que la valeur courante KPI(n) de l'indicateur de qualité KPI atteigne un critère de fiabilité
prédéterminé, ce dernier correspondant à un intervalle I prédéterminé. 9 At least part of the set of quality indicators is applied on the observation data 7 collected by the processing means 11 for validate the monitoring system 3.
However, the accuracy of quality indicators depends on the amount of observation data 7. Thus, it is advantageous to know from how many observation data 7 the precision of the indicators is suitable for of the predetermined quality requirements are met by these indicators.
Indeed, Fig. 2 is a flowchart illustrating a method for determining a minimum number of observation and validation data for a system of monitoring of at least one item of equipment of an aircraft engine, according to the invention.
Step El concerns the collection of a current amount of data observation 7 by the processing means 11.
At step E2, at each current quantity (or current number) of data observation 7 collected by the processing means 11, the means analysis 12 are configured to calculate a current value of at least one indicator of quality.
In other words, for each current number n of observation data 7, the analysis means 12 calculate the current value KPI(n) of an indicator of quality KPIs.
Advantageously, the current KPI(n) value of a quality indicator is calculated by applying a cross-validation technique on the quantity current n of sighting data 7.
The cross-validation technique can be selected from the techniques following: bootstrap , K-fold , and leave-one-out . It consists of generate new datasets from the main set of current size n. For every game of data, the analysis means 12 are configured to carry out an experiment i and for calculate a corresponding value of the KPI.
More specifically, the bootstrap consists of drawing with discount n observations for calibration and calculate the KPI on the initial game.
The K-fold consists of creating calibration datasets by selection of a predetermined proportion of observational data and to test on the rest. This operation is repeated K times.
The leave-one-out calibrates the application on n-1 observation data and the tests on the last one, we obtain n elementary results.
Cross-validation thus makes it possible to generate a population of values Xi =
KPI(nexperience 0 obtained for each experiment. This population of values 5 (Xi)1=1...K gives an empirical representation of the current value KPI(n).
In step E3, the analysis means 12 are configured to estimate a probability P (K PI (n) EI) = P(n) defined as being the probability that the value current KPI(n) of the quality indicator KPI reaches a criterion of reliability predetermined, the latter corresponding to a predetermined interval I.
10 Ainsi, les moyens d'analyse 12 forment de manière itérative (i.e., pour n =
Ni, ....,N,i), une loi probabiliste de fiabilité P(n) estimée sur un ensemble de valeurs courantes calculées des variables aléatoires KPI(Ni),...,KPI(Nni) de l'indicateur de qualité relatif à un ensemble correspondant de quantités courantes N1....., Nrri de données d'observation 7.
Avantageusement, les moyens d'analyse 12 sont configurés pour appliquer une technique de régression sur l'ensemble de valeurs des variables KPI (Ni), KPI (N,i) de l'indicateur de qualité pour déterminer une fonction empirique représentative de la loi probabiliste de fiabilité P(n) en fonction de la quantité de données d'observation 7.
En outre, à l'étape E4 les moyens d'analyse 12 sont configurés pour estimer à
partir de la loi probabiliste de fiabilité P(n) une quantité minimale Arc, (i.e. un nombre minimal) de données d'observation à partir de laquelle la valeur de l'indicateur de qualité
KPI(n)õ,,No atteint un critère de fiabilité prédéterminé avec une probabilité
P(KPI(n)õ,No E I) supérieure à une valeur prédéterminée 1 ¨ s, la valeur prédéterminée 1 ¨ s étant le complémentaire d'une erreur acceptable s.
Autrement dit, les moyens d'analyse 12 recherchent le premier Arc, tel que P(KP/(No) E I) > 1 ¨ s.
Par exemple, pour le taux de détection POD, on recherche le premier Arc, qui vérifie la relation suivante :
P(POD(No) > 1 ¨ /3) > 1 ¨
Par ailleurs, pour le taux de fausse alarme PFA, on recherche le premier No qui vérifie la relation suivante : 10 Thus, the analysis means 12 iteratively form (ie, for n=
Ni, ....,N,i), a probabilistic reliability law P(n) estimated on a set of values computed currents of the random variables KPI(Ni),...,KPI(Nni) of the indicator of quality relative to a corresponding set of common quantities N1....., Data nrri observation 7.
Advantageously, the analysis means 12 are configured to apply a regression technique on the set of values of the KPI variables (Ni), KPI (N,i) of the quality indicator to determine a representative empirical function of the law probabilistic reliability P(n) as a function of the amount of data observation 7.
Furthermore, in step E4 the analysis means 12 are configured to estimate at from the probabilistic reliability law P(n) a minimal quantity Arc, (ie a number minimum) of observation data from which the value of the quality indicator KPI(n)õ,,No reaches a predetermined reliability criterion with a probability P(KPI(n)õ,No EI) greater than a predetermined value 1 ¨ s, the value predetermined 1¨s being the complement of an acceptable error s.
In other words, the analysis means 12 search for the first Arc, such that P(KP/(No) EI) > 1 ¨s.
For example, for the POD detection rate, we are looking for the first Arc, which verifies the following relationship:
P(POD(No) > 1 ¨ /3) > 1 ¨
In addition, for the PFA false alarm rate, we look for the first No who verifies the following relationship:
11 P(PFA(No) <a) > 1 ¨
1 ¨ et a représentent les exigences de fiabilité relatives au POD et PFA
respectivement.
Afin d'estimer la quantité minimale No, les moyens d'analyse 12 sont avantageusement configurés pour construire une courbe de la loi probabiliste de fiabilité
P(n) pour n = Ni, ...., Nm. Cette courbe est ensuite extrapolée jusqu'à ce qu'elle croise l'axe des ordonnées à la valeur prédéterminée 1 ¨ s. Cela donnera en abscisse une estimation du nombre minimal Arc, recherché de données d'observation 7.
En variante, afin de déterminer le premier Arc, permettant d'atteindre l'objectif, on peut construire une courbe de l'erreur e(n) représentant le complémentaire 1 ¨ P (n) de la loi P (n) et extrapoler la courbe jusqu'à ce qu'elle croise l'axe des ordonnées à la valeur de l'erreur acceptable s.
On notera que pour le taux de fausse alarme PFA, la loi probabiliste de fiabilité
P (n) est une moyenne de n expériences booléennes de paramètre p représentant la vraie valeur du PFA. Sa loi est donc celle d'une Binomiale divisée par n, elle converge vers une loi normale de moyenne p et de variance an = p (1 ¨ p)/n de la forme suivante :
1 f(ce-P)/an x2 1a ¨ p P (n) = e ) -2 dx = ¨2 (1 + erf az V 2 o-n Avantageusement, pour simplifier la méthode d'estimation de la loi théorique P (n), on utilise des hypothèses sur l'évolution de cette loi. Par exemple, quand a est inférieur à p, la loi théorique P (n) converge exponentiellement vers zéro.
Ainsi, pour le taux de fausse alarme PFA, la loi théorique de fiabilité P (n) peut être représentée par une fonction d'approximation f (n) de la forme suivante :
f ( = a + + c log (n) n où a, b, c sont des constantes pouvant être déterminées par une technique de régression sur l'ensemble de valeurs PFA (N1), , PFA(Nm) du taux de fausse alarme PFA. On notera que le terme en log(n) sert à corriger la décroissance en 7,1 de la fonction d'approximation f (n) réduisant ainsi l'erreur d'approximation et permettant d'avoir une estimation plus conforme à la loi théorique P (n). 11 P(PFA(No) <a) > 1 ¨
1 ¨ and a represent the reliability requirements relating to the PODs and PFAs respectively.
In order to estimate the minimum quantity No, the analysis means 12 are advantageously configured to construct a curve of the probabilistic law reliability P(n) for n = Ni, ...., Nm. This curve is then extrapolated until that she crosses the ordinate axis at the predetermined value 1 ¨ s. This will give the abscissa a estimation of the minimum number Arc, sought from observation data 7.
Alternatively, in order to determine the first Arc, making it possible to reach the goal, we can construct a curve of the error e(n) representing the complement 1¨P(n) of the P(n) law and extrapolate the curve until it intersects the axis of ordered at the acceptable error value s.
It should be noted that for the false alarm rate PFA, the probabilistic law of reliability P(n) is an average of n Boolean experiments with parameter p representing the truth PFA value. Its law is therefore that of a Binomial divided by n, it converges to a normal law with mean p and variance an = p (1 ¨ p)/n of the following form :
1 f(ce-P)/year x2 1a ¨ p P(n) = e) -2 dx = ¨2 (1 + erf az V 2 on Advantageously, to simplify the method of estimating the theoretical law P (n), we use hypotheses on the evolution of this law. For instance, when is less than p, the theoretical law P(n) converges exponentially to zero.
Thus, for the PFA false alarm rate, the theoretical reliability law P(n) may be represented by an approximation function f (n) of the following form:
f(=a++c log(n) not where a, b, c are constants which can be determined by a technique of regression on the set of values PFA(N1), , PFA(Nm) of the false alarm rate PFA. We will note that the term in log(n) is used to correct the decrease in 7.1 of the function of approximation f (n) thus reducing the error of approximation and allowing to have a more estimate conforms to the theoretical P(n) law.
12 La Fig. 3 est un graphique représentant les courbes de l'erreur s (n) relative à
la loi théorique de fiabilité P (n) relative au PFA et à sa fonction d'approximation f (n) correspondante.
La courbe théorique Cl donne l'allure de s (n) = 1 ¨ P (n) pour un paramètre p = 4% et une exigence de fiabilité a = 5% et la courbe en pointillée C2 représente l'approximation 1 ¨ f (n) . Les deux courbes Cl et C2 sont quasiment identiques et par conséquent, on peut utiliser le complémentaire de la fonction d'approximation f (n) pour déterminer la quantité minimale de données d'observation.
A titre d'exemple, si on cherche une précision de 0.9 (i.e., une erreur s (n) =
0.1) avec un taux de fausse alarme théorique de p = 4% et une exigence de a =
5%, il faut au moins 650 mesures comme indiqué sur le graphique. Autrement dit, pour évaluer une validation de surveillance d'un équipement du moteur 5 d'aéronef avec un taux de fausse alarme inférieur à 5% et une probabilité ou une assurance de 90%, il faut collecter environ 650 données d'observation.
Par ailleurs, la précision sur les données d'observation augmente avec l'augmentation du nombre de données.
En effet, la Fig. 4 est un graphique représentant des mesures d'observation autour de la courbe représentative de l'erreur s (n) . Ces mesures forment un tube de confiance 41 autour de la courbe Cl ou C2 montrant que la précision est faible au début des expériences, puis le tube s'affine au fur à mesure que le nombre de données augmente.
Finalement, à l'étape E5, les moyens de test 13 appliquent des indicateurs de qualité KPI sur le nombre minimal No de données d'observation afin d'évaluer de manière optimale la validation du système de surveillance 3.
La Fig. 5 illustre de manière schématique un outil de validation d'un système de surveillance d'un équipement d'un moteur d'aéronef, selon un premier mode de réalisation préféré de l'invention.
Ce premier mode de réalisation concerne la validation d'un système de surveillance 3 générique sur un banc d'essai 43 avant son installation sur un aéronef.
En effet, le cahier des charges du système de surveillance 3 se dérive en spécifications de besoins, elles même s'exprimant en exigences et objectifs.
On répond à 12 Fig. 3 is a graph representing the curves of the relative error s (n) at the theoretical reliability law P(n) relating to the PFA and its function approximation f (n) corresponding.
The theoretical curve Cl gives the appearance of s (n) = 1 ¨ P (n) for a parameter p = 4% and a reliability requirement a = 5% and the dotted curve C2 represented the approximation 1 ¨ f (n) . The two curves Cl and C2 are almost identical and by Therefore, we can use the complement of the approximation function f(n) for determine the minimum amount of observational data.
For example, if we are looking for a precision of 0.9 (ie, an error s (n) =
0.1) with a theoretical false alarm rate of p = 4% and a requirement of a =
5%, it takes at least 650 measurements as shown in the graph. In other words, for assess a monitoring validation of aircraft engine equipment 5 with a rate false alarm less than 5% and a probability or assurance of 90%, it must collect about 650 observation data.
In addition, the precision on the observation data increases with the increase in the number of data.
Indeed, Fig. 4 is a graph representing observation measurements around the curve representative of the error s(n). These measures form a tubing confidence 41 around the Cl or C2 curve showing that the precision is low at first experiments, then the tube gets thinner as the number of data increases.
Finally, in step E5, the test means 13 apply indicators of quality KPI on the minimum No. of observation data in order to assess so optimal validation of the monitoring system 3.
Fig. 5 schematically illustrates a system validation tool of monitoring of equipment of an aircraft engine, according to a first mode of preferred embodiment of the invention.
This first embodiment relates to the validation of a system of generic 3 monitoring on a 43 test bed before installation on a aircraft.
In fact, the specifications of the surveillance system 3 are derived in specifications of needs, themselves expressed in requirements and objectives.
We answer to
13 une exigence ou un objectif quand on dispose d'un test permettant de valider les performances attendues. Ce test s'applique sur au moins une partie de l'ensemble d'indicateurs de qualité KPI que l'on compare à des seuils définis par les spécifications. Les KPI sont calculés par des scénarios de validations adaptés aux problèmes soulevés par l'exigence ou l'objectif. Les scénarios s'appuient sur des données d'observation assurant une couverture raisonnable du besoin.
Ainsi, les moyens de traitement 11 recueillent des données d'observation 7 relatives à l'équipement à surveiller et réalisées sur le banc d'essai 43. En variante, les données d'observation 7 sont recueillies sur des aéronefs testant le système de surveillance 3.
Tel que précédemment décrit, les moyens d'analyse 12 calculent la valeur de chaque indicateur de qualité sur une quantité courante de données d'observation 7.
Ensuite, ils estiment un nombre minimal de données d'observation à partir duquel la valeur de l'indicateur de qualité vérifie un critère de fiabilité prédéterminé avec une probabilité
supérieure à une valeur prédéterminée. Ce nombre minimal de données d'observation garantit une couverture suffisante pour que les indicateurs de qualité aient un sens et permet par conséquent, de savoir à partir de quand, on peut arrêter de faire des essais sur le banc 43.
Les moyens de test 13 évaluent ensuite la validation du système de surveillance 3 en appliquant des indicateurs de qualité KPI sur le nombre minimal de données d'observation 7 relatives à cet équipement.
La Fig. 6 illustre de manière schématique un outil de validation d'un système de surveillance d'un équipement d'un moteur d'aéronef, selon un deuxième mode de réalisation préféré de l'invention.
Ce deuxième mode de réalisation concerne la validation et le réglage d'un système de surveillance 3 après son installation sur un moteur 5 de série d'un aéronef 45 en appliquant au moins une partie de l'ensemble d'indicateurs de qualité sur la quantité
minimale de données d'observation recueillies en vol.
Le système de surveillance 3 est déjà pré-étalonné sur un jeu de mesures d'observation faites sur un banc d'essai 41 selon le premier mode de réalisation ou sur des 13 a requirement or an objective when we have a test to validate them expected performance. This test applies to at least part of all KPI quality indicators that are compared to thresholds defined by the specifications. The KPIs are calculated by validation scenarios adapted to the problems raised by requirement or goal. Scenarios are based on data observation ensuring reasonable coverage of the need.
Thus, the processing means 11 collect observation data 7 relating to the equipment to be monitored and carried out on the test bench 43. In variant, the 7 observational data is collected on aircraft testing the system of monitoring 3.
As previously described, the analysis means 12 calculate the value of each quality indicator on a current amount of data observation 7.
Then, they estimate a minimum number of observational data from of which the value of the quality indicator verifies a predetermined reliability criterion with a probability greater than a predetermined value. This minimum number of data observation ensures sufficient coverage for the quality indicators to have a sense and allows therefore, to know from when, one can stop doing tests on bank 43.
The test means 13 then evaluate the validation of the system of monitoring 3 by applying KPI quality indicators on the number minimum of observation data 7 relating to this equipment.
Fig. 6 schematically illustrates a system validation tool of monitoring of equipment of an aircraft engine, according to a second mode of preferred embodiment of the invention.
This second embodiment relates to the validation and adjustment of a 3 monitoring system after installation on a 5 series engine of a aircraft 45 applying at least part of the set of quality indicators on the amount minimum of observational data collected in flight.
Monitoring system 3 is already pre-calibrated on a measurement set observations made on a test bench 41 according to the first mode of realization or on
14 aéronefs appartenant à des compagnies acceptant de contribuer dans le développement des systèmes de surveillances.
On notera que l'aéronef 43 sur lequel est embarqué le système de surveillance 3 va suivre des missions qui lui sont propres, il aura aussi droit à des opérations de maintenance spécifiques à la logique de la compagnie propriétaire. Ainsi, la validation prend en compte la spécificité de l'utilisation du moteur sur lequel il est installé.
Tel que précédemment exposé, les moyens de traitement 12 recueillent des données d'observation 7 relatives à l'équipement à surveiller réalisées sur le moteur en opération. Les moyens d'analyse 12 estiment un nombre minimal de données d'observation à partir duquel la valeur d'un indicateur de qualité atteint un critère de fiabilité prédéterminé avec une probabilité supérieure à une valeur prédéterminée. Ceci permet de connaître à partir de quand on peut arrêter le test de validation, mais aussi quand le reprendre si les opérations effectuées par l'aéronef porteur changent ou si la configuration du moteur évolue à la suite d'opérations de maintenance. 14 aircraft belonging to companies agreeing to contribute in the development monitoring systems.
It will be noted that the aircraft 43 on which the system of surveillance 3 will follow missions of its own, it will also have right to operations maintenance specific to the owning company's logic. Thereby, the validation takes into account the specificity of the use of the motor on which it is installed.
As previously explained, the processing means 12 collect observation data 7 relating to the equipment to be monitored carried out on the motor in operation. The analysis means 12 estimate a minimum number of data observation from which the value of a quality indicator reaches a criterion of predetermined reliability with a probability greater than a value predetermined. This allows you to know from when you can stop the validation test, but also when to resume it if the operations performed by the carrier aircraft change or if the engine configuration changes following maintenance operations.
Claims (11)
en ce qu'il comporte :
- des moyens de traitement configurés pour recueillir des données d'observation relatives audit équipement, - des moyens d'analyse configurés pour calculer une valeur courante d'au moins un indicateur de qualité sur une quantité courante de données d'observation recueillies par les moyens de traitement, - des moyens d'analyse configurés pour estimer la probabilité que ladite valeur courante de l'indicateur de qualité atteigne un critère de fiabilité
prédéterminé, formant ainsi une loi probabiliste de fiabilité estimée sur un ensemble de valeurs de l'indicateur de qualité relatif à un ensemble correspondant de quantités de données d'observation, et - des moyens d'analyse configurés pour estimer à partir de ladite loi probabiliste de fiabilité une quantité minimale de données d'observation à partir de laquelle la valeur de l'indicateur de qualité atteint un critère de fiabilité prédéterminé avec une probabilité
supérieure à une valeur prédéterminée, ladite quantité minimale de données d'observation correspondant audit volume de données d'observation destiné à
être utilisé pour évaluer la validation dudit système de surveillance. 1. Validation tool for a monitoring system of at least one equipment of a aircraft engine, comprising test means configured to evaluate a validation of said surveillance system by applying a set indicators of quality on a volume of observation data relating to said equipment, characterized in that it includes:
- processing means configured to collect data observation relating to said equipment, - analysis means configured to calculate a current value of at least less a quality indicator on a current amount of observation data collected by means of treatment, - analysis means configured to estimate the probability that said value current of the quality indicator reaches a reliability criterion predetermined, forming thus a probabilistic law of reliability estimated on a set of values of the indicator of quality relating to a corresponding set of quantities of data observation, and - analysis means configured to estimate from said law probabilistic reliability a minimum amount of observational data from which value of the quality indicator reaches a predetermined reliability criterion with a probability greater than a predetermined value, said minimum quantity of data of observation corresponding to said volume of observation data intended for be used to assess the validation of said monitoring system.
bootstrap, K-fold, leave-one-out. 4. Validation tool according to claim 3, characterized in that said technique cross-validation method is selected from the following techniques:
bootstrap, K-fold, leave-one-out.
b f(n) = a + =_ + c log(n) Vn où a, b, c sont des constantes de régression. 7. Validation tool according to claim 6, characterized in that for a quality indicator corresponding to false alarm rates, said function of approximation as a function of the quantity n of observation data is expressed by the following relationship:
b f(n) = a + =_ + c log(n) vn where a, b, c are regression constants.
sur une quantité de données d'observation recueillies sur un banc d'essai et/ou sur une flotte de moteurs d'aéronefs en opération.
Date Reçue/Date Received 2021-11-12 8. Validation tool according to claim 1, characterized in that the means of test are configured to evaluate a validation of said monitoring system before his installation on an aircraft by applying the set of quality indicators on a quantity of observational data collected on a test bed and/or on a fleet of aircraft engines in operation.
Date Received/Date Received 2021-11-12
- recueillir des données d'observation relatives audit équipement, -calculer une valeur courante d'au moins un indicateur de qualité sur une quantité courante de données d'observation recueillies par les moyens de traitement, - estimer la probabilité que ladite valeur courante de l'indicateur de qualité
atteigne un critère de fiabilité prédéterminé, formant ainsi une loi probabiliste de fiabilité
estimée sur un ensemble de valeurs de l'indicateur de qualité relatif à un ensemble correspondant de quantités de données d'observation, et - estimer à partir de ladite loi probabiliste de fiabilité une quantité
minimale de données d'observation à partir de laquelle la valeur de l'indicateur de qualité atteint un critère de fiabilité prédéterminé avec une probabilité supérieure à une valeur prédéterminée, ladite quantité minimale de données d'observation correspondant audit volume de données d'observation destiné à être utilisé pour évaluer la validation dudit système de surveillance.
Date Reçue/Date Received 2021-11-12 11. Method for validating a monitoring system of at least one equipment of an aircraft engine, comprising test steps for evaluating a validation of said monitoring system by applying a set of quality indicators on a volume of observation data relating to said equipment, characterized in that that he further includes the following steps:
- collect observation data relating to said equipment, -calculate a current value of at least one quality indicator on a current quantity of observation data collected by the processing means, - estimate the probability that said current value of the indicator of quality reaches a predetermined reliability criterion, thus forming a law reliability probabilistic estimated on a set of values of the quality indicator relating to a together corresponding amounts of observation data, and - estimating from said probabilistic reliability law a quantity minimum of observation data from which the value of the indicator of quality reaches a predetermined reliability criterion with a probability greater than a value predetermined, said minimum quantity of observation data corresponding audit volume of observational data intended to be used to assess the validation of said Surveillance system.
Date Received/Date Received 2021-11-12
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR1460668A FR3028067B1 (en) | 2014-11-05 | 2014-11-05 | VALIDATION TOOL FOR A SYSTEM FOR MONITORING AN AIRCRAFT ENGINE |
FR1460668 | 2014-11-05 | ||
PCT/FR2015/052905 WO2016071605A1 (en) | 2014-11-05 | 2015-10-28 | Tool for validating a system for monitoring an aircraft engine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CA2966306A1 CA2966306A1 (en) | 2016-05-12 |
CA2966306C true CA2966306C (en) | 2022-06-14 |
Family
ID=52345362
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CA2966306A Active CA2966306C (en) | 2014-11-05 | 2015-10-28 | Tool for validating a system for monitoring an aircraft engine |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10032322B2 (en) |
EP (1) | EP3215903B1 (en) |
CN (1) | CN107077134B (en) |
BR (1) | BR112017008507B1 (en) |
CA (1) | CA2966306C (en) |
FR (1) | FR3028067B1 (en) |
RU (1) | RU2684225C2 (en) |
WO (1) | WO2016071605A1 (en) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR3058422B1 (en) | 2016-11-08 | 2021-05-28 | Intelligence Artificielle Applications | METHOD AND DEVICE FOR LAYING DISCS, SUCH AS ANTIBIOTIC DISCS |
CN109335021B (en) * | 2018-11-21 | 2022-03-25 | 中国航发西安动力控制科技有限公司 | Adaptive control method for accelerator rod for test |
CN109474327B (en) * | 2018-11-26 | 2021-08-24 | 中电科航空电子有限公司 | Civil wide-body passenger plane airborne information system |
CN111746820B (en) * | 2019-03-28 | 2022-07-12 | 中国航发商用航空发动机有限责任公司 | Aircraft engine flight test system and test method |
FR3094350B1 (en) * | 2019-04-01 | 2021-03-12 | Safran Aircraft Engines | Method for monitoring at least one aircraft engine |
FR3095424B1 (en) * | 2019-04-23 | 2024-10-04 | Safran | System and method for monitoring an aircraft engine |
US11615657B2 (en) * | 2020-03-17 | 2023-03-28 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Aircraft engine graphical diagnostic tool |
CN112761818B (en) * | 2021-01-15 | 2023-01-31 | 北京动力机械研究所 | State monitoring system of reusable ramjet engine |
CN115577542B (en) * | 2022-10-17 | 2023-11-10 | 中国航发沈阳发动机研究所 | Model data driven aviation complex structure and reliability fusion design method |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1811600A3 (en) * | 1991-06-10 | 1993-04-23 | Kиebckий Иhctиtуt Иhжehepob Гpaждahckoй Abиaции | Method for aircraft engine with free turbine run-time diagnostics |
US5629626A (en) * | 1994-07-12 | 1997-05-13 | Geo-Centers, Inc. | Apparatus and method for measuring buried ferromagnetic objects with a high accuracy of position and in synchronization with a sync pulse provided by a global positioning system |
US6943699B2 (en) * | 2003-07-23 | 2005-09-13 | Harris Corporation | Wireless engine monitoring system |
US7079984B2 (en) * | 2004-03-03 | 2006-07-18 | Fisher-Rosemount Systems, Inc. | Abnormal situation prevention in a process plant |
US20080154473A1 (en) * | 2006-12-22 | 2008-06-26 | United Technologies Corporation | Gas turbine engine performance data validation |
RU2389999C1 (en) * | 2008-10-14 | 2010-05-20 | Открытое акционерное общество "Авиадвигатель" | Method of diagnosing aircraft engine state |
RU2442126C2 (en) * | 2010-01-11 | 2012-02-10 | Открытое акционерное общество "СТАР" | Method for monitoring gas turbine engine technical condition |
FR2957170B1 (en) * | 2010-03-03 | 2015-04-17 | Snecma | DESIGN TOOL FOR A SYSTEM FOR MONITORING AN AIRCRAFT ENGINE |
FR2965915B1 (en) | 2010-10-11 | 2013-08-02 | Snecma | SYSTEM FOR MONITORING AN AIRCRAFT ENGINE TEST BENCH |
FR2990725B1 (en) * | 2012-05-16 | 2014-05-02 | Snecma | METHOD FOR MONITORING A DEGRADATION OF AN AIRCRAFT DEVICE OF AN AIRCRAFT WITH AUTOMATIC DETERMINATION OF A DECISION THRESHOLD |
US9026273B2 (en) * | 2012-06-06 | 2015-05-05 | Harris Corporation | Wireless engine monitoring system with multiple hop aircraft communications capability and on-board processing of engine data |
US9799229B2 (en) * | 2012-12-13 | 2017-10-24 | The Boeing Company | Data sharing system for aircraft training |
FR3011946B1 (en) | 2013-10-11 | 2016-07-08 | Snecma | MONITORING AN AIRCRAFT ENGINE TO ANTICIPATE MAINTENANCE OPERATIONS |
FR3012636B1 (en) | 2013-10-24 | 2015-12-25 | Snecma | METHOD FOR NON-REGRESSION OF A DESIGN TOOL OF AN AIRCRAFT ENGINE MONITORING SYSTEM |
FR3037170B1 (en) | 2015-06-03 | 2017-06-23 | Snecma | METHOD AND SYSTEM FOR PREDICTING THE OPERATION OF AN AIRCRAFT BY SIMILARITY ANALYSIS USING DISTRIBUTED STORAGE AND CALCULATION CAPABILITIES |
-
2014
- 2014-11-05 FR FR1460668A patent/FR3028067B1/en active Active
-
2015
- 2015-10-28 CA CA2966306A patent/CA2966306C/en active Active
- 2015-10-28 CN CN201580059950.4A patent/CN107077134B/en active Active
- 2015-10-28 RU RU2017119421A patent/RU2684225C2/en active
- 2015-10-28 WO PCT/FR2015/052905 patent/WO2016071605A1/en active Application Filing
- 2015-10-28 EP EP15798515.1A patent/EP3215903B1/en active Active
- 2015-10-28 US US15/524,778 patent/US10032322B2/en active Active
- 2015-10-28 BR BR112017008507-0A patent/BR112017008507B1/en active IP Right Grant
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR3028067B1 (en) | 2016-12-30 |
RU2017119421A (en) | 2018-12-05 |
RU2684225C2 (en) | 2019-04-04 |
RU2017119421A3 (en) | 2019-02-20 |
CN107077134A (en) | 2017-08-18 |
CA2966306A1 (en) | 2016-05-12 |
CN107077134B (en) | 2019-09-13 |
US10032322B2 (en) | 2018-07-24 |
BR112017008507B1 (en) | 2022-09-06 |
US20170352205A1 (en) | 2017-12-07 |
BR112017008507A2 (en) | 2017-12-26 |
EP3215903B1 (en) | 2019-12-18 |
FR3028067A1 (en) | 2016-05-06 |
EP3215903A1 (en) | 2017-09-13 |
WO2016071605A1 (en) | 2016-05-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2966306C (en) | Tool for validating a system for monitoring an aircraft engine | |
EP2376988B1 (en) | Standardisation of data used for monitoring an aircraft engine | |
CA2746543C (en) | Identification of defects in an aircraft engine | |
EP2912526B1 (en) | System for monitoring a set of components of a device | |
EP2368161B1 (en) | Detection of anomalies in an aircraft engine | |
EP3350660B1 (en) | Decision aid system and method for the maintenance of a machine with learning of a decision model supervised by expert opinion | |
WO2015145085A1 (en) | Method for assessing whether or not a measured value of a physical parameter of an aircraft engine is normal | |
FR3035232A1 (en) | SYSTEM FOR MONITORING THE HEALTH CONDITION OF AN ENGINE AND ASSOCIATED CONFIGURATION METHOD | |
WO2017077247A1 (en) | System and method for monitoring a turbomachine, with indicator merging for the synthesis of an alarm confirmation | |
EP2872956A1 (en) | Method for detecting deterioration in a turbomachine by monitoring the performance of said turbomachine | |
FR2957170A1 (en) | Equipment monitoring system designing tool for engine of aircraft, involves processing unit evaluating quantification of monitoring system based on quality value of result corresponding to output quality value associated with output module | |
FR3026882A1 (en) | METHOD FOR DETERMINING AT LEAST ONE FAILURE OF AN AIRCRAFT EQUIPMENT AND CORRESPONDING SYSTEM | |
EP3172632B1 (en) | Method for detecting anomalies in a distribution network, in particular a water distribution network | |
FR3094499A1 (en) | Method and device for estimating the aging of an electronic component | |
FR3120145A1 (en) | Method for evaluating the wear of a part of a turbomachine | |
FR3018546A1 (en) | METHOD FOR MONITORING THE CONDITION OF AN ENGINE BY MONITORING EXHAUST GASES |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
EEER | Examination request |
Effective date: 20200626 |